TW201642064A - 壓力控制裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]可以提供一種壓力控制裝置，係即便是在相對於氣體的控制流量，腔室的容積為大的情況，或者是流量控制閥與腔室之間的配管為長的情況下，也可以把腔室內的壓力保持在一定。[解決手段]一種壓力控制裝置1，係把腔室3內的壓力保持在設定壓力，具備：頻率特性補正電路20，係把表示經由壓力感測器4所檢測出的腔室3內的壓力之壓力訊號，補正成靠近表示設定壓力之設定壓力訊號；比較電路21，係比較補正過的前述壓力訊號、與前述設定壓力訊號；以及，閥驅動電路22，係根據由比較手段21所致之比較結果，控制流量控制閥14的開關。頻率特性補正電路20乃是濾波電路，其頻率特性，係在指定的頻率具有波峰，把壓力訊號補正成拉抬壓力訊號的指定的頻率的成分。

Description

壓力控制裝置
本發明有關被使用在半導體製造裝置等的壓力控制裝置。
以往，提案有用於把腔室內的壓力保持在一定的壓力控制裝置(例如，參閱專利文獻1)。在專利文獻1揭示的壓力控制裝置，係根據利用壓力感測器所檢測檢測出的腔室內的壓力及設定壓力，開啟‧關閉氣體的供給，把腔室內的壓力控制在一定。
[先前技術文獻] 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開平3-291706號專利公報
順便一說，因為設備的狀況，相對於氣體的 控制流量，是有腔室的容積變大、或是壓力控制裝置與腔室之間的配管變長的情況。在該情況下，進行在專利文獻1揭示的壓力控制的話，從打開流量控制閥讓氣體流動開始一直到腔室內的壓力上升為止，或者是從關閉流量控制閥一直到壓力下降為止，產生延遲時間。為此，腔室內的壓力上下變動，無法把腔室內的壓力保持在一定。
在此，本發明其目的在於提供一種壓力控制裝置，係即便是在相對於氣體的控制流量，腔室的容積為大的情況，或者是流量控制閥與腔室之間的配管為長的情況下，也可以把腔室內的壓力保持在一定。
為了解決上述目的，本發明之其中一樣態的壓力控制裝置，係把被壓力控制對象內保持在設定壓力；其特徵為，具備：補正手段，係把表示經由壓力感測器所檢測出的被壓力控制對象內的壓力之壓力訊號，補正成靠近表示前述設定壓力之設定壓力訊號；比較手段，係比較補正過的前述壓力訊號、與前述設定壓力訊號；以及閥驅動手段，係根據由前述比較手段所致之比較結果，控制流量控制閥的開關；前述補正手段為濾波電路，其頻率特性，係在指定的頻率具有波峰，把前述壓力訊號補正成拉抬前述壓力訊號的前述指定的頻率的成分。
而且，也可以是，前述指定的頻率，係根據前述配管的氣體的流量與前述腔室的容積之關係、及/或 是前述腔室與前述壓力控制裝置之間的配管的長度，而被決定者。
而且，也可以是，在前述壓力訊號表示為比前述設定壓力訊號還大的值，且變化成減少時，前述壓力訊號，係利用前述補正手段，補正成使其值變小者。
而且，也可以是，在前述壓力訊號表示為比前述設定壓力訊號還小的值，且變化成增加時，前述壓力訊號，係利用前述補正手段，補正成使其值變大者。
根據本發明，是可以提供一種壓力控制裝置，係即便是在相對於氣體的控制流量，腔室的容積為大的情況，或者是流量控制閥與腔室之間的配管為長的情況下，也可以把腔室內的壓力保持在一定。
1‧‧‧壓力控制裝置
3‧‧‧腔室
4‧‧‧壓力感測器
7‧‧‧配管
14‧‧‧流量控制閥
20‧‧‧頻率特性補正電路
21‧‧‧比較電路
22‧‧‧閥驅動電路
[圖1]表示具備有關本發明的實施方式的壓力控制裝置之壓力控制系統的構成圖。
[圖2]表示壓力控制裝置的構成圖。
[圖3]表示流量控制閥及控制電路的方塊圖。
[圖4]為表示壓力控制系統的控制開始時的檢測壓力訊號、補正壓力訊號、壓力設定訊號、及閥驅動訊號的行徑之圖。
[圖5]為表示頻率特性曲線的其中一例之圖。
[圖6]為表示變形例中，壓力控制系統的控制開始時的檢測壓力訊號、補正壓力訊號、壓力設定訊號、及閥驅動訊號的行徑之圖。
就有關本發明之一實施方式的壓力控制裝置，參閱圖面說明之。
圖1係表示具備壓力控制裝置1的壓力控制系統10的構成圖。
壓力控制系統10，具備：壓力控制裝置1、開關閥2、被壓力控制對象也就是腔室3、壓力感測器4、可變閥5、乾式泵6、及配管7。
在壓力控制裝置1，未圖示的氣體供給源介隔著配管7而被連接。開關閥2被設在壓力控制裝置1的上游側。
在腔室3，設有用於檢測壓力的壓力感測器4，介隔著配管7被連接到壓力控制裝置1。利用壓力感測器4所檢測到的壓力，係作為壓力訊號被送到壓力控制裝置1。腔室3與乾式泵6，係經由配管7而被連接；可變閥5被設在腔室3與乾式泵6之間。
接著，有關壓力控制裝置1的構成，參閱圖2說明之。
圖2係表示壓力控制裝置1的構成圖。
如圖2所表示，壓力控制裝置1，具備：旁通11、流量感測器12、控制部13、及電磁閥也就是流量控制閥14。控制部13，具備：橋式電路15、放大電路16、及控制電路17。
流入到壓力控制裝置1的氣體，係朝旁通11及流量感測器12分流成指定的流量比。流量感測器12之2條線圈，係構成橋式電路15的一部分。放大電路16，係把用橋式電路15所檢測出有關溫度差的訊號予以放大並作為流量訊號(例如，0~5VDC)輸出到外部。而且，該流量訊號，也被輸出到控制電路17。
接著，說明有關控制電路17的構成。
圖3係表示流量控制閥14及控制電路17的方塊圖。
如圖3所表示，控制電路17，具有：2個位準變換電路18、19、頻率特性補正電路20、比較電路21、及閥驅動電路22。
位準變換電路18、19乃是用於使其放大或是衰減的電路，係為了用比較電路21正確地比較表示從外部所輸入的腔室3的設定壓力值之壓力設定訊號(例如，0~10VDC)、及表示利用壓力感測器4所檢測到的壓力值之壓力訊號(例如，0~10VDC)。
頻率特性補正電路20乃是使用了運算放大器之濾波電路，對利用壓力感測器4所檢測到的壓力訊號，進行拉抬低域頻率之補正。比較電路21，係比較頻率補 正後的壓力訊號、與設定壓力訊號，把表示其之差的差訊號輸出到閥驅動電路22。閥驅動電路22，係根據差訊號，控制流量控制閥14的開啟度，使得腔室3內的壓力為一定。
接著，有關壓力控制系統10中的控制開始時的動作，參閱圖4說明之。有關使腔室3內的壓力減少，而把壓力保持在一定的情況(比大氣壓更低壓的情況)的動作，說明之。
圖4，係表示壓力控制系統10的控制開始時的檢測壓力訊號、補正壓力訊號、壓力設定訊號、及閥驅動訊號的行徑。用實線表示利用壓力感測器4所檢測到的檢測壓力訊號，用單點鏈線表示補正後的補正壓力訊號，用虛線表示壓力設定訊號，用實線表示閥驅動訊號。
在把可變閥5設定成指定開啟度的狀態下，驅動乾式泵6，用一定的吸引力吸引腔室3內的氣體。經此，如圖4所表示，檢測壓力訊號以一定的比例減少。接著，對於該檢測壓力訊號，用頻率特性補正電路20進行頻率特性補正。在該補正中，例如，在腔室3的容積為1m3，壓力控制裝置1與腔室3之間的配管7的長度為10m，在配管7流動的氣體的流量為300sccm的情況下，利用具有如圖5所表示般的頻率特性之頻率特性補正電路20進行補正。圖5中，橫軸表示頻率，縱軸表示電壓。
圖5的頻率特性曲線，係在相當於指定的頻率之大約10Hz中具有波峰，一直到10Hz為止電壓從1． 0V徐徐地增加，在比10Hz大的頻率，電壓係直線地減少。頻率特性曲線的波峰的位置(指定的頻率)，係根據在配管7流動的氣體的流量與腔室3的容積之關係、及/或是壓力控制裝置1與腔室3之間的配管7的長度，而被決定。
如圖4所表示，補正壓力訊號，成為比檢測壓力訊號更小的值。亦即，經由頻率特性補正電路20，被補正成拉抬檢測壓力訊號的指定的頻率的成分，其結果，檢測壓力訊號被補正成接近設定壓力訊號。接著，在比較電路21中，進行補正壓力訊號、與壓力設定訊號的比較，閥驅動電路22係其補正壓力訊號比壓力設定訊號還小的話(圖4中的P1)，把閥驅動訊號設成開啟，流量控制閥14成為開狀態。經此，對腔室3供給氣體。
對腔室3開始進行氣體的供給並經過指定時間後(圖4中的P2)，檢測壓力訊號係與壓力設定訊號相等，其斜率有變化。經由該變化，補正壓力訊號雖急遽增加卻迅速減少，補正壓力訊號成為與壓力設定訊號大致相等的值。
如此，頻率特性補正電路20，係在指定的頻率具有波峰，把檢測壓力訊號補正成拉抬檢測壓力訊號的指定的頻率的成分。經此，可以提早流量控制閥14成為開狀態的時間。因此，在檢測壓力與設定壓力成為大致相等的時點，可以供給氣體到腔室3內的緣故，即便是在相對於氣體的控制流量腔室3的容積為大的情況，或者是在 壓力控制裝置1與腔室3之間的配管7為長的情況下，腔室3內的壓力不會上下變動，可以把壓力保持在一定。
而且，指定的頻率，係根據在配管7流動的氣體的流量與腔室3的容積之關係、及/或是腔室3與壓力控制裝置1之間的配管的長度而被決定的緣故，可以對檢測壓力訊號，進行適切的補正。
而且，在檢測壓力訊號表示為比設定壓力訊號還大的值，且變化成減少時，檢測壓力訊號，係利用頻率特性補正手段20，補正成使其值變小。在腔室3內使壓力減少而把壓力保持成一定之際，經由進行這樣的補正方式，腔室3內的壓力不會上下變動，可以把壓力保持在一定。
尚且，本發明不限於上述的實施例。所屬技術領域中具有通常知識者，在本發明的範圍內，可以進行種種的追加或變更等。
在上述的實施方式中，說明了經由壓力控制裝置1，使腔室3內的壓力減少而把壓力保持在一定的情況，但經由壓力控制裝置1，也可以使腔室3內的壓力增加而把壓力保持在一定。亦即，如圖6所表示，在檢測壓力訊號表示為比設定壓力訊號還小的值，且變化成增加時，檢測壓力訊號，係利用頻率特性補正手段20，補正成使其值變大。經由這項的補正方式，腔室3內的壓力不會上下變動，可以把壓力保持在一定。
而且，壓力控制裝置1具備的電路，可以是 類比電路或是數位電路。而且，上述的實施方式中的被壓力控制對象是腔室3，但也可以是壓力容器等。
14‧‧‧流量控制閥
17‧‧‧控制電路
18、19‧‧‧2個位準變換電路
20‧‧‧頻率特性補正電路
21‧‧‧比較電路
22‧‧‧閥驅動電路

Claims (4)

  1. 一種壓力控制裝置，係把被壓力控制對象內保持在設定壓力；其特徵為，具備：補正手段，係把表示經由壓力感測器所檢測出的被壓力控制對象內的壓力之壓力訊號，補正成靠近表示前述設定壓力之設定壓力訊號；比較手段，係比較補正過的前述壓力訊號、與前述設定壓力訊號；以及閥驅動手段，係根據由前述比較手段所致之比較結果，控制流量控制閥的開關；前述補正手段為濾波電路，其頻率特性，係在指定的頻率具有波峰，把前述壓力訊號補正成拉抬前述壓力訊號的前述指定的頻率的成分。
  2. 如請求項1的壓力控制裝置，其中，前述指定的頻率，係根據前述配管的氣體的流量與前述腔室的容積之關係、及/或是前述腔室與前述壓力控制裝置之間的配管的長度，而被決定。
  3. 如請求項1或2的壓力控制裝置，其中，在前述壓力訊號表示為比前述設定壓力訊號還大的值，且變化成減少時，前述壓力訊號，係利用前述補正手段，補正成使其值變小。
  4. 如請求項1或2的壓力控制裝置，其中，在前述壓力訊號表示為比前述設定壓力訊號還小的 值，且變化成增加時，前述壓力訊號，係利用前述補正手段，補正成使其值變大。
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